根据代谢的调节机理选择高产突变株
发布时间:2012-06-18 11:23:41
微生物代谢调节的主要途径：在正常条件下，微生物细胞只合成所需要的中间代谢产物，而严格防止诸如氨基酸、核苷酸等物质的积累，这种对环境的高度适应能力主要依赖于对代谢过程的调节控制以及使用发酵消泡剂。其主要途径，依作用方式来分有以下几个方面。
(1)酶合成的诱导
微生物细胞中有一类酶在正常的生长状态，以恒定的速率被合成，这类酶称为组成酶。而另一类酶只有在它们的特异性底物存在时才能形成，称为诱导酶。能诱导酶生成的底物（或底物类似物）称为诱导物，如乳糖是半乳糖苷酶的底物，异苯基硫代半乳糖苷是它的底物类似物。诱导酶的生成在微生物中相当普遍，各种胞外水解酶类的生成大多存在这类调控机制，因此，需要提高诱导酶的产量或与诱导酶有关的代谢产物的产量，必须添加诱导物。在诱导物的添加过程中，通常会出现泡沫的现象，因此，需要添加发酵消泡剂，来消泡与抑制泡沫的产生。
酶合成的诱导有正控诱导和负控诱导。当细胞中某一成分的存在可使某一细胞功能得以实现，而某成分的消失就会导致功能不能实行的调节方式称为正控诱导。反之属于负控诱导。不管是正控诱导还是负控诱导，操作过程中始终会有泡沫的产生，需要用到发酵消泡剂进行消泡。半乳糖苷酶合成的调节属于负控制范畴，即乳糖进入细胞后便与阻遏蛋白相结合，使其从操纵基因上释放下来（即该成分消失），结构基因成为活动状态，转录作用得以进行。
次级代谢中如一些抗生素的合成也存在诱导效应，有些诱导物是菌体代谢过程中形成的（肉源性的），有些需外加。此处要将诱导物与前体区分开，前体的需要量大，是抗生素分子的组成部分。前体一般属于由三羧酸循环等途径形成的醋酸、三碳和四碳糖、戊糖、氨基酸、嘌呤、嘧啶、莽草酸等经修饰或直接利用的初级代谢产物。尽管诱导剂、发酵消泡剂和前体的作用不同，但是为了提高次级代谢产物的产量，这三种物质的添加都是必要的。
(2)酶合成的阻遏
分解物阻遏现象在微生物代谢调节中相当普遍，如大肠杆菌生长在含有乳糖和葡萄糖共存的培养基中时，总是待葡萄糖近于被利用完之后，才开始利用乳糖，这不是由于葡萄糖抑制乳糖的吸收，而是葡萄糖存在阻遏了分解乳糖酶类的合成。这种现象不仅在糖类分解的酶类中存在，也参与脂肪酸、氨甚酸降解的酶；发酵消泡剂进行消泡与抑制泡沫的产生；三羧酸循环中的酶；次级代谢途径中的多种酶，甚至鞭毛和芽饱的形成。在酶合成的过程中，不管是阻碍，还是促进作用，往往会有泡沫产生，这是就必须用发酵消泡剂进行消泡与抑制泡沫的产生。由于它表现为末端产物或其衍生物对该途径上的一个或多个酶的合成的阻遏作用，因此，也称为反馈阻遏，不过这种调节常需要一个时间过程。
本文参考《发酵微生物学》一书。
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